一种具有作业定位跟踪能力的个人剂量监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及个人剂量监测系统技术领域，尤其涉及一种具有作业定位跟踪能力的个人剂量监测系统。


背景技术：

2.按照国家标准“gb18871
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2002 电离辐射防护与辐射源安全基本标准”，对受照人员的有效剂量及手、足剂量均有限值要求，并且辐射防护领域有“辐射防护最优化”要求，即要求在考虑经济和社会因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在合理可行尽量低水平之内。以前，辐射防护最优化的实施中，对于受照剂量，往往只关注有效剂量，而近年来，iaea在多份技术文件中指出，辐射防护最优化定义中的“剂量”一词，并不仅仅指有效剂量，也包括器官剂量，这对核电厂辐射防护工作的开展肢端和全身受照剂量的监测评估提出新的要求。
3.目前，现有的个人剂量仪在使用的过程中，存在以下不足：1、不能对作业人员进行实时定位跟踪，无法记录作业人员所处的位置以及不同的姿势，以便判断出在何种情况之下受到的剂量率最低，有助于下次进行作业时，分析如何降低作业人员的剂量；2、无法对作业人员在不同时刻所处的位置及身体关键部位的位置进行记录下来，便于在作业后，对作业人员的受照过程进行分析，进而方便选出辐射防护最优化的实施方式，现有的个人剂量仪难以满足辐射防护最优化分析的需要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种具有作业定位跟踪能力的个人剂量监测系统，有助于对作业人员所处的位置及姿势进行定位和分析，有利于辐射防护最优化的实施。
5.本实用新型所采用的技术方案：
6.一种具有作业定位跟踪能力的个人剂量监测系统，包括若干全身剂量计、若干肢端剂量计和上位机，所述全身剂量计和肢端剂量计均包括测量模块和数据处理模块，所述测量模块包括辐射探测器和九轴陀螺仪，所述辐射探测器通过剂量转换模块与所述数据处理模块连接，所述九轴陀螺仪与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块包括单片机以及分别同单片机相连接的数据存读模块、计时系统模块、按键控制模块、显示模块和声光报警模块，所述数据处理模块通过上位机接口与上位机连接，所述上位机上设有配套软件。
7.进一步的，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述全身剂量计或肢端剂量计的测量模块和数据处理模块连接。
8.进一步的，还包括上层网络系统，所述上层网络系统通过网络接口与所述上位机的配套软件进行通信连接。
9.进一步的，所述数据存读模块为存储芯片。
10.进一步的，所述按键控制模块为剂量计键盘，用于控制全身剂量计或肢端剂量计
的开机/关机、显示信息的选择及相关参数的设定。
11.进一步的，所述显示模块为显示屏。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、本实用新型结构简单，使用方便，通过全身剂量计、肢端剂量计和上位机的配合设计，有助于对作业人员所处的位置及姿势进行定位和分析，有利于辐射防护最优化的实施。
14.2、本系统通过肢端剂量计、全身剂量计和上位机组建成具有作业定位跟踪能力的个人剂量监测系统，实现对剂量测量数据和作业人员所处位置及作业过程的高效分析和管理，以满足辐射防护最优化分析的需要。
15.3、本实用新型可对作业人员进行实时跟踪，并记录作用人员所处位置以及不同的姿势，判断出在何种情况之下收到的剂量率最低，方便下次进行作业，有效降低作业人员的剂量。
16.4、本实用新型对作业人员在不同时刻所处的位置及身体关键部位的位置进行记录下来，便于在作业后，对作业人员的受照过程进行分析，进而便于辐射防护最优化的实施。
附图说明
17.图1为本实用新型的电路原理图；
18.图2为本实用新型肢端剂量计、全身剂量计与上位机连接的电路图；
19.图3为本实用新型上位机与上层网络系统连接的电路图；
20.图中：1、电源模块；2、剂量转换模块；3、九轴陀螺仪；4、计时系统模块；5、数据存读模块；6、单片机；7、显示模块；8、按键控制模块；9、声光报警模块；10、上位机接口；11、上位机；12、配套软件。
具体实施方式
21.为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
22.参见图1至3，本实用新型提供一种具有作业定位跟踪能力的个人剂量监测系统，包括若干全身剂量计、若干肢端剂量计和上位机11，利用全身剂量计和肢端剂量计对作业人员进行肢端剂量和全身剂量的测读，全身剂量计和肢端剂量计均包括测量模块和数据处理模块，测量模块包括辐射探测器1和九轴陀螺仪3，辐射探测器1通过剂量转换模块2与数据处理模块连接，九轴陀螺仪3与数据处理模块连接，辐射探测器1选用mpu
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9250型号，辐射探测器1具有检测方向和跟踪运动的功能，以便对作业人员在作业的过程中受照剂量情况做精细分析，九轴陀螺仪3将检测到的信号传输至数据处理模块，即数据处理模块通过九轴陀螺仪3采集的数据判断作业人员所处位置的运动状态，数据处理模块包括单片机6以及分别同单片机6相连接的数据存读模块5、计时系统模块4、按键控制模块8、显示模块7和声光报警模块9，单片机6分别与测量模块的辐射探测器1和九轴陀螺仪3连接，数据存读模块5用于保存九轴陀螺仪3、肢端剂量计和全身剂量计所监测到的数据，计时系统模块4为计时芯片，用于记录监测数据的时间，通过按键控制模块8控制九轴陀螺仪3、全身剂量计和肢端剂
量计的启动和关闭，显示模块7用于显示所监测数据的相关信息，声光报警模块9为蜂鸣器，达到报警的条件（如剂量率超标）下，单片机6将执行指令发送给蜂鸣器，蜂鸣器发出报警信号，数据处理模块通过上位机接口10与上位机11连接，数据处理模块的单片机6通过上位机接口10将九轴陀螺仪3监测的数据以及肢端剂量计和全身剂量计监测的数据一同传输至上位机11，上位机11上设有配套软件12，由安装于上位机11上的配套软件12对来自全身剂量计和肢端剂量计的数据进行读取、保存和分析等。
23.具体的，还包括电源模块，电源模块分别与全身剂量计或肢端剂量计的测量模块和数据处理模块连接。电源模块1为3.7v锂电池，为全身剂量计和肢端剂量计供电。
24.具体的，还包括上层网络系统，上层网络系统通过网络接口与上位机11的配套配套软件12进行通信连接。由上层网络系统对数据进行更专业化的处理，更专业化的处理包括：根据全身剂量计和肢端剂量计的探测数据，分析运动轨迹，叠加到室内地图上显示；将本剂量计测量到的数据与其他剂量计测到的数据以及历史数据进行比较分析；利用作业人员佩戴全身剂量计和肢端剂量计的记录，分析各人员受到的剂量数据；利用数据分析结果，直接给出各人员的作业的改进或建议等。
25.具体的，数据存读模块5为存储芯片。存储芯片为flash存储芯片，实现大量测读数据的保存，由单片机6实现存储芯片中数据的存贮、修改与读取。
26.具体的，所述按键控制模块为剂量计键盘，用于控制全身剂量计或肢端剂量计的开机/关机、显示信息的选择及相关参数的设定。
27.具体的，显示模块7为显示屏。利用显示屏进行相关数据信息的显示，如剂量、剂量率、日期、时间、剂量符号、剂量率符号和报警符号等。
28.本实用新型的工作原理为：
29.在使用时，将全身剂量计和肢端剂量计佩戴在作业人员对应的部位上，肢端可为手指、手、手腕、手臂、脚踝、腿或身体中可能需要单独监测辐射剂量的任何其它区域，辐射探测器1直接输出脉冲信号，脉冲信号经剂量转换模块2将脉冲信号转换为剂量信号后，并发送给单片机6；与此同时，利用九轴陀螺仪3对作业人员进行定位，九轴陀螺仪3监测到的定位信息以数字化形式传输给单片机6，单片机6对谱信号和定位信息进行综合判定后，可将该监测到的信息存储至数据存储模块，或单片机6将执行指令发送给声光报警模块9，以实现报警功能。
30.单片机6定时（如每隔1秒）将个人剂量数据连同定位信息数据一起保存起来，上述数据可发送给上位机11，由上位机11所安装的配套软件12作进一步的统计和分析，具体的为：
31.1）上位机11通过usb口与肢端剂量计和全身剂量计进行通信。
32.2）采集并保存肢端剂量计和全身剂量计所监测到的数据，该数据包括剂量率、累积剂量、位置以及运动加速度等。
33.3）对监测到的剂量数据与运动数据进行分析与管理，包括显示不同位置点的剂量率，搜索最高瞬时剂量率对应的各剂量计的位置与运动速度，对作业过程进行分解，建立作业步骤与剂量计位置、运动速度间的对应关系，可快速分析高剂量率作业步骤。
34.4）上位机11通过网络接口与上层管理系统进行通信，按照上层管理系统的要求发送数据，由上层网络系统对所监测到的数据进行更专业化的处理。
35.本实用新型通过全身剂量计、肢端剂量计和上位机11的配合设计，将作业人员在不同时刻所处的位置及身体关键部位的位置都记录下来，结合上位机11以及其配套软件12，可在作业后对作业人员的受照过程进行分析，进而便于辐射防护最优化的实施，实现了对剂量测量数据和人员所处位置及作业过程的高效分析和管理，以满足辐射防护最优化分析的需要。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。